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1、第2期 内蒙古林学院学报(自然科学版)Vol.21No.21999年6月 JOURNALOFINNERMONGOLIAFORESTRYCOLLEGEJune.1999文号编号:1003-7896(1999)02-0089-05沙区太阳能发电的开发利用秦诠 格日勒(内蒙古林学院沙漠治理系,呼和浩特 010019)摘 要:本文对太阳能利用的原理、优缺点以及毛乌素沙地研究中心的太阳能发电设备有关项目的调查结果进行了阐述。着重指出在边远沙区太阳能利用的优越性和广阔的开发利用前景。关键词:太阳能;新能源;光生伏特效应;控制盘;Si板中图分类
2、号:P96 文献标识码:A随着沙区生产发展和人生活的提高,对能源的需要也相应扩大。而现有的石油、煤炭、天然气等都是有限且逐渐贫化的能源,所以能源的供需矛盾更加日益突出。如何在现有技术条件下寻找新的再生能源,不断满足生产和居民生活的需要,就成为当前急待解决的问题之一。我们带着这一想法,对毛乌素沙地的太阳能发电设备开发利用进行了有关项目的调查,同时对沙区太阳能开发利用前景谈一些粗浅看法,供大家研讨。在我国,人口增长快,能源利用率低,浪费严重,出现了工业动力不足、城市供电不足、农村缺柴少煤的状况。所以必须寻找新的可再生能源来补充常规能源的短缺。新能源是近些年发
3、展起来的具有巨大潜力的能源,太阳能是其中最主要、最基本的一种。太阳能是地球上主要的能量源泉,严格地讲石油、煤、天然气都是古代动植物固定下来的太阳能,而风能、水能也是太阳能在地球上的转化和再现。目前,人类只利用了太阳能十分微少的一部分,由于太阳能利用受到气候、纬度、技术、经济等因素的制约,在开发上还有许多障碍和难点。可以预料,未来社会中,它将越来越被人们重视并得到更大规模的开发。我国对太阳能的利用处于技术开发初期,由于某些技术环节没有过关,太阳能利用设备的成本很高,还没有批量生产。国外,太阳能的利用转入应用研究阶段,它们正在研究太阳能电池的连续生产技术,新型的
4、自动太阳能跟踪装置、太阳能平板集热效果以及各种太阳能利用技术的合理组合等,总之已进入高层次的研究开发阶段。1 本次调查的太阳光发电设备的性能参数本次调查的太阳能发电设备,位于内蒙古伊克昭盟乌审旗毛乌素沙漠研究中心,这套太阳光发电系统是由日本工作人员帮助组建的。其原理就是利用光生伏特效应,采用结晶Si板作感应器,功率为1000瓦。该发电系统由五个组成部分:感应器、充电电池、配电盘、交直流变换装置、用电器。Si板第2期 秦诠 沙区太阳能发电的开发利用89吸收太阳光辐射后发出的电是直流电,贮存在蓄电池中,再经过交直流变换装置变成交流电,供各种电子仪
5、器使用,也可以满足气象仪器、照明和看电视等用电。具体各项性能指标如下所述。设置情况该发电系统在“沙研中心”有两架,每架40块Si板,每块板46个小园Si片组成,小园Si片直径为10cm,为增加光照面积,Si片都做成园形,这可以提高Si板吸收太阳辐射的面积,增加蓄电量,发电系统的电路图如下:图一 发电系统设置图1.1 设计条件图二 太阳光发电电路图在设计该发电系统中,参考了乌审召乡气象资料,同时也考虑到连续见光照条件为2.5天。表1负荷单负荷名称用电时间用电量(瓦小时ö天)记录器160VA×20h天1.296记录器220VA×24h天432辐射仪60VA×24
6、h天1.296系统记录器20W×20h天480系统控制器40W×24h天480微型计算机370W×3h天1.110干湿球温度计10W×2h天20传导仪100W×2h天200收录机10W×2h天20电灯60W×1h天60电钻340W×0.5h天30烙铁60W×0.5h天17090内 蒙 古 林 学 院 学 报1999年 1.2 设计概要:1.2.1 太阳能电池的容量年间负荷P1=P2×365×K1=4083.6千瓦小时式中P2为日平均负荷 K1为变换器的效率太阳能电池的年间发电量P2=P1×365×1öK3=5528千瓦小时式中K2为设备每年的
7、老化修正参数(0.89)K3为蓄电池的充电效率 (0.83)设置点处单位面积倾斜面年间日射量为QS=Qm×365=2062 式中Qm为倾斜面日射量K4为日射量的偏差修正系数(0.95) 太阳能电池每平方米年间发电量2P3=Qs×K5×K6×Gm×K7×K8×K9×a=198.37千瓦时öm 式中:K5对云雾的修正系数 (1)K6对地形的修正系数 (1)G嵌板效率(0.123)K7回路损失效率(0.95)K8温度修正系数 K9由最大电力点对不吻合处的修正系数(0.95)a剩余1.2.2 蓄电池的容量B=(Kr×Kc×Ka×DöK1)×(P2öV)=
8、211.71安培小时式中Kr对低温的修正系数(1.2
